211service.com
Biojutikliai, pakankamai patogūs nešioti 24–7
Daugeliui medicininių jutiklių, pavyzdžiui, širdies stebėjimo elektrokardiogramoms (EKG) arba smegenų stebėjimo elektroencefalogramoms (EEG), reikalingas tiesioginis odos kontaktas ir lipnus gelio sluoksnis, kuris padėtų perduoti elektrinius signalus. Abi technologijos gali būti nepaprastai tikslios, tačiau jos nėra lengvai perkeliamos iš ligoninės į namus. Dabar Kalifornijos universiteto (San Diego) mokslininkai mano, kad jie galėjo išspręsti klampią situaciją su jutikliu, kuris gali nuskaityti EKG ir kitus duomenis per drabužius, niekada neliesdamas odos.
Smegenų jutiklis: Naujas bekontaktis jutiklis (apačioje) gali būti įdėtas į galvos apdangalą ir aptiks elektrinį aktyvumą per plaukus ir medžiagą, neliečiant galvos odos.
Mokslininkams buvo sunku sukurti tai, kas galėtų patikimai aptikti odos poliškumo pokyčius be tiesioginio kontakto. EKG elektrodai nustato laiką, per kurį besikeičiančio poliškumo bangos (sukeliamos dėl širdies ir raumenų susitraukimų) nukeliauja į skirtingus jutiklius, o tai atskleidžia skirtingų širdies dalių elektrinį aktyvumą. Šiuo metu šiems jutikliams reikia gelio arba alergiją sukeliančių klijų. Nelipnūs arba sausi jutikliai yra nepatogūs ir ypač jautrūs judesiams, todėl jų negalima naudoti už klinikos ribų arba ilgą laiką.
Užuot naudoję elektrodus, UCSD mokslininkai sukūrė talpinį jutiklį, kuris perduoda daug silpnesnius signalus, bet gali tai padaryti nedideliais atstumais. Nors koncepcija siekia dešimtmečius, ankstesni bandymai sukurti tokius jutiklius buvo nepraktiški masinei gamybai – jie buvo per brangūs, per jautrūs išoriniam triukšmui arba abu. Bioinžinieriaus sukurtas jutiklis Gertas Cauwenberghas ir jo absolventas Mike'as Chi naudoja jau paruoštus komponentus ir sumanias schemas, kad išspręstų šias problemas. Gautas jutiklis gali aptikti silpnus talpos pokyčius ir juos sustiprinti, tuo pačiu panaikindamas aplink mus esantį elektros triukšmą. Tai, kas šiandien yra, reikalauja kelių atskirų komponentų, sako Chi. Dėl mūsų proceso jis yra patikimas ir nebrangus, todėl turime grandinę, kurią galima gaminti masiškai.
Chi jutiklis yra vos didesnis nei ketvirtadalis, o kai keli jutikliai yra įterpti į medžiagą ir sujungti kartu, jie sukuria nešiojamą monitorių, kurį pacientai gali dėvėti ant drabužių, eidami į savo kasdienę veiklą. Tai gali reikšti ilgesnį stebėjimo laiką ir geresnį pacientų sutikimą.
Šiuo metu kardiologai, norėdami sužinoti, kaip atrodo paciento širdies veikla ilgesnį laiką, turi išsiųsti jį namo su Holterio monitoriumi – nešiojamu EKG aparatu, kuriame naudojami tie patys laidiniai lipnūs elektrodai, kaip ir ligoninėje. Tačiau šį monitorių galima naudoti tik iki 48 valandų, o ne visada per tokį trumpą laiką atsiranda nenormalūs širdies ritmai. Daugelis šių įvykių yra trumpalaikiai, o naudojant šiuolaikines technologijas jūs iš tikrųjų praleidžiate įvykius, nes negalite jų patikimai užfiksuoti, sako Chi. Jei pacientas galėtų dėvėti liemenę ant drabužių, toks stebėjimas galėtų tęstis tiek, kiek to reikalauja gydytojas.
Protingi drabužiai: Įdėti į liemenę nauji bekontaktiai jutikliai gali aptikti širdies veiklą per marškinėlius ir gali būti dėvimi savaitę ar ilgiau.
Įtraukus jutiklius į galvos juostą, galima stebėti ir tam tikrą smegenų elektrinį aktyvumą. Vienkartiniam vizitui pas gydytoją atlikti EKG ir EEG tikriausiai nesvarbu, ar [naudojate lipnius jutiklius], ar ne. Tačiau ilgalaikiam naudojimui tai tikrai turi įtakos, sako Maysam Ghovanloo , Džordžijos technologijos instituto bioinžinierius.
UCSD grupė bendradarbiauja su Oregono valstijos universiteto grupe, kad sukurtų visiškai belaidę jutiklio versiją su 'Bluetooth' siųstuvu, galinčiu perduoti informaciją į imtuvą. Manau, kad tai, ką jie daro, yra tikrai svarbus indėlis, sako Ericas Topolas, San Diego Scripps vertimo mokslo instituto direktorius ir belaidžio ryšio sveikatos specialistas. Manau, kad tai labai perspektyvu ir patraukli, ir tai yra sveikintinas belaidžio jutiklio įrankių rinkinio papildymas.
Ilgalaikiai Chi ir Cauwenberghs tikisi, kad jutikliai taip pat gali būti naudingi tobulinant smegenų ir kompiuterio sąsajos programas. Norėjome sukurti labai jautrų jutiklį, kuris patikimai gautų signalus per plaukus be jokių netvarkingų gelių, trinties ar jokio paruošimo. Tai, ką paprasta naudoti ir labai greita, sako Chi. Tokie jutikliai gali būti naudojami stuburo traumą patyrusiems pacientams bendrauti arba netgi būti derinami su žaidimų sistemomis.
Tačiau nors EEG jutikliai gali užfiksuoti tam tikrą smegenų veiklą, jutikliai turi būti jautresni, nes nervų veikla smegenyse yra labai silpna. Nekontaktiniai elektrodai bus privalumas, nesvarbu, kur juos uždėsite ant kūno, sako Rahulas Sarpeškaras , MIT bioelektronikos inžinierius. Tačiau visos šios sistemos, taikomos medicinoje, turi susidoroti su judėjimu ir signalo stiprumu, todėl EEG yra techniškai sudėtingesnis.
Širdies aplikacijos gali būti arčiau: Chi ir Cauwenberghs turi duomenų, rodančių, kad jų jutikliai gali užfiksuoti signalus, kurie yra beveik tokie pat tikslūs, kaip ir renkami naudojant gelio pagrindu pagamintus elektrodus. Chi kuria pradedančiąją įmonę „Cognionics“, siekdama toliau plėtoti jutiklius, ir jau pradėjo derybas su medicinos prietaisų įmonėmis.